CN107394031A - 一种led倒装封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED倒装封装方法，与传统的封装方法相比，本发明LED倒装封装方法的工艺简单，优化封装的步骤，减少封装时间，确保晶片在封装之前完好，减少报废率，提高产品的合格率，灌胶均匀，严格控制短烤时间和短烤温度，确认烤好之后再进行离模，包装前此时，保证产品质量，本发明设计合理，操作简单，步骤简练，节省生产时间，适用范围广，有利于推广和普及。
Description
技术领域
本发明属于LED技术领域，更具体地说，尤其涉及一种LED倒装封装方法。
背景技术
LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊性。一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号，保护管芯正常工作，输出：可见光的功能，既有电参数，又有光参数的设计及技术要求，无法简单地将分立器件的封装用于LED。LED脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚，是最先研发成功投放市场的封装结构，品种数量繁LED封装仪器多，技术成熟度较高，封装内结构与反射层仍在不断改进。标准LED被大多数客户认为是目前显示行业中最方便、最经济的解决方案，典型的传统LED安置在能承受0.1W输入功率的包封内，其90％的热量是由负极的引脚架散发至PCB板，再散发到空气中，如何降低工作时pn结的温升是封装与应用必须考虑的。包封材料多采用高温固化环氧树脂，其光性能优良，工艺适应性好，产品可靠性高，可做成有色透明或无色透明和有色散射或无色散射的透镜封装，不同的透镜形状构成多种外形及尺寸，例如，圆形按直径分为Φ2mm、Φ3mm、Φ4.4mm、Φ5mm、Φ7mm等数种，环氧树脂的不同组份可产生不同的发光效果。花色点光源有多种不同的封装结构：陶瓷底座环氧树脂封装具有较好的工作温度性能，引脚可弯曲成所需形状，体积小；金属底座塑料反射罩式封装是一种节能指示灯，适作电源指示用；闪烁式将CMOS振荡电路芯片与LED管芯组合封装，可自行产生较强视觉冲击的闪烁光；双色型由两种不同发光颜色的管芯组成，封装在同一环氧树脂透镜中，除双色外还可获得第三种的混合色，在大屏幕显示系统中的应用极为广泛，并可封装组成双色显示器件；电压型将恒流源芯片与LED管芯组合封装，可直接替代5-24V的各种电压指示灯。面光源是多个LED管芯粘结在微型PCB板的规定位置上，采用塑料反射框罩并灌封环氧树脂而形成，PCB板的不同设计确定外引线排列和连接方式，有双列直插与单列直插等结构形式。点、面光源现已开发出数百种封装外形及尺寸，供市场及客户适用。
现有技术中的LED倒装封装方法得到快速的发展，但是仍然具有一定的局限性，现有技术中的LED倒装封装方法工艺复杂，难以保证成品合格率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种LED倒装封装方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种LED倒装封装方法，包括如下步骤：
S1、封装前晶片检验，首先对待封装晶片进行检验，确保晶片在封装之前完好，减少报废率，保证产品质量，对于已经损坏的晶片进行报废处理，对于合格的晶片，取料备用；
S2、打开扩晶机电源开关，利用扩晶机进行扩晶，并取出已扩好晶粒的子母环；
S3、排支架，根据实际待封装的晶片，选择所需要的支架，依规定在支架底部画上颜色，以便于后端作业区分，排料要整齐，每一支架座最多排45支，不够支数的标明数量，双色支架直角排向右边，单色支架碗形排向左边；
S4、在LED支架的相应位置处进行点胶；
S5、用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上；
S6、扩张好的晶片环固定在固晶手座上，将作业完的支架轻取，轻放于指定位置；
S7、将扩张后LED芯片安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上；
S8、根据实际需要，先在LED支架上点上银胶或者绝缘胶，然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上，自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的点胶及安装精度进行调整；
S9、焊线，焊线机温度一般设置为220℃左右，对温度要求严格的晶粒可降至180℃，对温度要求不严格的晶粒可在250℃左右，焊线拉力适中，焊线弧度高度H为大于1/2晶片高度，小于3/2晶片高度，第一焊点直径为金线直径的2-3倍，焊点应有2/3以上在电极上，焊线不能有虚焊、脱焊、断焊，能承受5g以上拉力，尾丝不能太长，松开微动开关，焊嘴落下，完成第二焊点，按下移动开关，支架移动一格，重复操作，完成一片支架上所有晶粒的焊接；
S10、灌胶，将A胶、CP胶、DP胶提前放置70℃预热烤箱内预热1-2小时，配胶时取出，将空烧杯放在电子称上，“归零”之后再放入物料，电子称上显示的就是该物料的重量，将适量的CP及DP倒入烧杯，搅拌均匀后倒入A胶，搅拌均匀，最后加入适量B胶，再搅拌，方法是先顺时针搅拌3-4分钟再逆时针搅拌3-4分钟,搅拌均匀并将混合之后将胶水内杂质过滤干净，在真空烤箱中抽真空约20分钟，温度设为50℃，要将混合胶水内空气抽净，调节气阀，打开电源，针对不同产品调节滚筒转速旋钮，调节沾胶时间：指针指向1秒左右为宜，深碗沾胶较长，浅碗较短，将胶沿滚筒方向倒入胶缸，拿出1支已预热支架插进插槽，踩下气阀开关，取出支架放在显微镜下观察，直到碗内无汽泡，碗部沾满胶，一次从预热板上取0.5K放在沾胶机旁边，左手依次把支架按同一方向插进槽，踩下气阀点胶，右手依次取出按同一方向放入支架盘，沾完0.5K后，一次性送下一工序灌胶，同时取出空盘，将胶从胶杯倒入盛胶槽中时要控制速度，保持均匀速度，一次倒胶不得超过盛胶槽的2/3，同时倒入里面的胶体应让杯壁往下流，灌胶机的下胶速度要调好，不能太快，否则会容易产生汽泡，但不能太慢，否则会影响生产进度，灌胶机台必须4小时清洗一次；
S11、固化和离模，封装环氧的固化，环氧固化条件在130-140℃，固化时间为1小时，模压封装温度为在145-155℃，利用短烤箱进行短烤，依据短烤记录，到时间把产品从短烤箱中取出，确认是否烤好，未烤好不能离模，须再烤，确认烤好才能离模；
S12、切片，利用划片机来完成分离工作；
S13、测试和保装，测试LED的光电参数、检验外形尺寸，并将成品进行计数包装，超高亮LED需要防静电包装。
优选的，所述步骤S2由于LED晶片在划片后依然排列紧密间距很小(约0.1mm)，不利于后工序的操作，采用扩晶机对黏结晶片的膜进行扩张，是LED晶片的间距拉伸，热板清温度调整至45-55℃，热机8分钟，扩晶片时温度设定60-70℃，打开扩晶机上压架，在热板上放置子母环内圈，圆角的一在朝上，将要扩晶之晶粒胶片放置热板上，使晶粒位于热板中央，预热30秒之后，扣紧上压架，晶粒在上，胶片在下，拨动下顶开关，顶板顶上，晶粒胶片开始扩张至定位，套上子母环，外环圆角的一面朝下，按上压开关将外圈压紧，再按上压开关，使上压座回到原位置，用小刀割除子母环外多余胶片，并按下顶开关，使顶板回位，取出已扩好晶粒的子母环。
优选的，所述步骤S4中，对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶，对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片。
优选的，所述步骤S6中，固定支架的夹具放在固晶手座下方，并对准显微镜，支架放在夹具上时注意支架大边向左，小边向右，调节显微镜高度及放大倍数，使支架固晶区最清晰，调节固晶手座高度，试固一下晶片，如晶片固支架上面不脱离胶纸，则调低固晶手座，如晶片接近支架即脱离胶纸，则需调高固晶手座，固晶笔将晶粒固至支架碗部银胶中心区上面，固晶笔与固晶手座保持30°-45°角，食指压至笔尖顶部，固晶顺序为：从上到下，从左到右，依次固完一组支架后，取下扩张晶片架，用固晶笔将晶片固平、扶正。
优选的，所述步骤S8中，在吸嘴的选用上选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是蓝、绿色芯片必须用胶木吸嘴，因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。
优选的，所述步骤S9中，第一焊点的压力设置为55-70克，第二焊点压力设置为90-115克。
本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种LED倒装封装方法，与传统的封装方法相比，本发明LED倒装封装方法的工艺简单，优化封装的步骤，减少封装时间，确保晶片在封装之前完好，减少报废率，提高产品的合格率，灌胶均匀，严格控制短烤时间和短烤温度，确认烤好之后再进行离模，包装前此时，保证产品质量，本发明设计合理，操作简单，步骤简练，节省生产时间，适用范围广，有利于推广和普及。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一种LED倒装封装方法，包括如下步骤：
S1、封装前晶片检验，首先对待封装晶片进行检验，确保晶片在封装之前完好，减少报废率，保证产品质量，对于已经损坏的晶片进行报废处理，对于合格的晶片，取料备用；
S2、打开扩晶机电源开关，利用扩晶机进行扩晶，并取出已扩好晶粒的子母环，由于LED晶片在划片后依然排列紧密间距很小(约0.1mm)，不利于后工序的操作，采用扩晶机对黏结晶片的膜进行扩张，是LED晶片的间距拉伸，热板清温度调整至45-55℃，热机8分钟，扩晶片时温度设定60-70℃，打开扩晶机上压架，在热板上放置子母环内圈，圆角的一在朝上，将要扩晶之晶粒胶片放置热板上，使晶粒位于热板中央，预热30秒之后，扣紧上压架，晶粒在上，胶片在下，拨动下顶开关，顶板顶上，晶粒胶片开始扩张至定位，套上子母环，外环圆角的一面朝下，按上压开关将外圈压紧，再按上压开关，使上压座回到原位置，用小刀割除子母环外多余胶片，并按下顶开关，使顶板回位，取出已扩好晶粒的子母环；
S3、排支架，根据实际待封装的晶片，选择所需要的支架，依规定在支架底部画上颜色，以便于后端作业区分，排料要整齐，每一支架座最多排45支，不够支数的标明数量，双色支架直角排向右边，单色支架碗形排向左边；
S4、在LED支架的相应位置处进行点胶，对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶，对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片；
S5、用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上；
S6、扩张好的晶片环固定在固晶手座上，将作业完的支架轻取，轻放于指定位置，固定支架的夹具放在固晶手座下方，并对准显微镜，支架放在夹具上时注意支架大边向左，小边向右，调节显微镜高度及放大倍数，使支架固晶区最清晰，调节固晶手座高度，试固一下晶片，如晶片固支架上面不脱离胶纸，则调低固晶手座，如晶片接近支架即脱离胶纸，则需调高固晶手座，固晶笔将晶粒固至支架碗部银胶中心区上面，固晶笔与固晶手座保持30°-45°角，食指压至笔尖顶部，固晶顺序为：从上到下，从左到右，依次固完一组支架后，取下扩张晶片架，用固晶笔将晶片固平、扶正；
S7、将扩张后LED芯片安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上；
S8、根据实际需要，先在LED支架上点上银胶或者绝缘胶，然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上，自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的点胶及安装精度进行调整，在吸嘴的选用上选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是蓝、绿色芯片必须用胶木吸嘴，因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层；
S9、焊线，焊线机温度一般设置为220℃左右，对温度要求严格的晶粒可降至180℃，对温度要求不严格的晶粒可在250℃左右，第一焊点的压力设置为55-70克，第二焊点压力设置为90-115克，焊线拉力适中，焊线弧度高度H为大于1/2晶片高度，小于3/2晶片高度，第一焊点直径为金线直径的2-3倍，焊点应有2/3以上在电极上，焊线不能有虚焊、脱焊、断焊，能承受5g以上拉力，尾丝不能太长，松开微动开关，焊嘴落下，完成第二焊点，按下移动开关，支架移动一格，重复操作，完成一片支架上所有晶粒的焊接；
S10、灌胶，将A胶、CP胶、DP胶提前放置70℃预热烤箱内预热1-2小时，配胶时取出，将空烧杯放在电子称上，“归零”之后再放入物料，电子称上显示的就是该物料的重量，将适量的CP及DP倒入烧杯，搅拌均匀后倒入A胶，搅拌均匀，最后加入适量B胶，再搅拌，方法是先顺时针搅拌3-4分钟再逆时针搅拌3-4分钟,搅拌均匀并将混合之后将胶水内杂质过滤干净，在真空烤箱中抽真空约20分钟，温度设为50℃，要将混合胶水内空气抽净，调节气阀，打开电源，针对不同产品调节滚筒转速旋钮，调节沾胶时间：指针指向1秒左右为宜，深碗沾胶较长，浅碗较短，将胶沿滚筒方向倒入胶缸，拿出1支已预热支架插进插槽，踩下气阀开关，取出支架放在显微镜下观察，直到碗内无汽泡，碗部沾满胶，一次从预热板上取0.5K放在沾胶机旁边，左手依次把支架按同一方向插进槽，踩下气阀点胶，右手依次取出按同一方向放入支架盘，沾完0.5K后，一次性送下一工序灌胶，同时取出空盘，将胶从胶杯倒入盛胶槽中时要控制速度，保持均匀速度，一次倒胶不得超过盛胶槽的2/3，同时倒入里面的胶体应让杯壁往下流，灌胶机的下胶速度要调好，不能太快，否则会容易产生汽泡，但不能太慢，否则会影响生产进度，灌胶机台必须4小时清洗一次；
S11、固化和离模，封装环氧的固化，环氧固化条件在130-140℃，固化时间为1小时，模压封装温度为在145-155℃，利用短烤箱进行短烤，依据短烤记录，到时间把产品从短烤箱中取出，确认是否烤好，未烤好不能离模，须再烤，确认烤好才能离模；
S12、切片，利用划片机来完成分离工作；
S13、测试和保装，测试LED的光电参数、检验外形尺寸，并将成品进行计数包装，超高亮LED需要防静电包装。
综上所述：本发明提供的一种LED倒装封装方法，与传统的封装方法相比，本发明LED倒装封装方法的工艺简单，优化封装的步骤，减少封装时间，确保晶片在封装之前完好，减少报废率，提高产品的合格率，灌胶均匀，严格控制短烤时间和短烤温度，确认烤好之后再进行离模，包装前此时，保证产品质量，本发明设计合理，操作简单，步骤简练，节省生产时间，适用范围广，有利于推广和普及。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种LED倒装封装方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、封装前晶片检验，首先对待封装晶片进行检验，确保晶片在封装之前完好，减少报废率，保证产品质量，对于已经损坏的晶片进行报废处理，对于合格的晶片，取料备用；
S2、打开扩晶机电源开关，利用扩晶机进行扩晶，并取出已扩好晶粒的子母环；
S3、排支架，根据实际待封装的晶片，选择所需要的支架，依规定在支架底部画上颜色，以便于后端作业区分，排料要整齐，每一支架座最多排45支，不够支数的标明数量，双色支架直角排向右边，单色支架碗形排向左边；
S4、在LED支架的相应位置处进行点胶；
S5、用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上；
S6、扩张好的晶片环固定在固晶手座上，将作业完的支架轻取，轻放于指定位置；
S7、将扩张后LED芯片安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上；
S8、根据实际需要，先在LED支架上点上银胶或者绝缘胶，然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上，自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的点胶及安装精度进行调整；
S9、焊线，焊线机温度一般设置为220℃左右，对温度要求严格的晶粒可降至180℃，对温度要求不严格的晶粒可在250℃左右，焊线拉力适中，焊线弧度高度H为大于1/2晶片高度，小于3/2晶片高度，第一焊点直径为金线直径的2-3倍，焊点应有2/3以上在电极上，焊线不能有虚焊、脱焊、断焊，能承受5g以上拉力，尾丝不能太长，松开微动开关，焊嘴落下，完成第二焊点，按下移动开关，支架移动一格，重复操作，完成一片支架上所有晶粒的焊接；
S10、灌胶，将A胶、CP胶、DP胶提前放置70℃预热烤箱内预热1-2小时，配胶时取出，将空烧杯放在电子称上，“归零”之后再放入物料，电子称上显示的就是该物料的重量，将适量的CP及DP倒入烧杯，搅拌均匀后倒入A胶，搅拌均匀，最后加入适量B胶，再搅拌，方法是先顺时针搅拌3-4分钟再逆时针搅拌3-4分钟,搅拌均匀并将混合之后将胶水内杂质过滤干净，在真空烤箱中抽真空约20分钟，温度设为50℃，要将混合胶水内空气抽净，调节气阀，打开电源，针对不同产品调节滚筒转速旋钮，调节沾胶时间：指针指向1秒左右为宜，深碗沾胶较长，浅碗较短，将胶沿滚筒方向倒入胶缸，拿出1支已预热支架插进插槽，踩下气阀开关，取出支架放在显微镜下观察，直到碗内无汽泡，碗部沾满胶，一次从预热板上取0.5K放在沾胶机旁边，左手依次把支架按同一方向插进槽，踩下气阀点胶，右手依次取出按同一方向放入支架盘，沾完0.5K后，一次性送下一工序灌胶，同时取出空盘，将胶从胶杯倒入盛胶槽中时要控制速度，保持均匀速度，一次倒胶不得超过盛胶槽的2/3，同时倒入里面的胶体应让杯壁往下流，灌胶机的下胶速度要调好，不能太快，否则会容易产生汽泡，但不能太慢，否则会影响生产进度，灌胶机台必须4小时清洗一次；
S11、固化和离模，封装环氧的固化，环氧固化条件在130-140℃，固化时间为1小时，模压封装温度为在145-155℃，利用短烤箱进行短烤，依据短烤记录，到时间把产品从短烤箱中取出，确认是否烤好，未烤好不能离模，须再烤，确认烤好才能离模；
S12、切片，利用划片机来完成分离工作；
S13、测试和保装，测试LED的光电参数、检验外形尺寸，并将成品进行计数包装，超高亮LED需要防静电包装。
2.根据权利要求1所述的一种LED倒装封装方法，其特征在于：所述步骤S2由于LED晶片在划片后依然排列紧密间距很小(约0.1mm)，不利于后工序的操作，采用扩晶机对黏结晶片的膜进行扩张，是LED晶片的间距拉伸，热板清温度调整至45-55℃，热机8分钟，扩晶片时温度设定60-70℃，打开扩晶机上压架，在热板上放置子母环内圈，圆角的一在朝上，将要扩晶之晶粒胶片放置热板上，使晶粒位于热板中央，预热30秒之后，扣紧上压架，晶粒在上，胶片在下，拨动下顶开关，顶板顶上，晶粒胶片开始扩张至定位，套上子母环，外环圆角的一面朝下，按上压开关将外圈压紧，再按上压开关，使上压座回到原位置，用小刀割除子母环外多余胶片，并按下顶开关，使顶板回位，取出已扩好晶粒的子母环。
3.根据权利要求1所述的一种LED倒装封装方法，其特征在于：所述步骤S4中，对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶，对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片。
4.根据权利要求1所述的一种LED倒装封装方法，其特征在于：所述步骤S6中，固定支架的夹具放在固晶手座下方，并对准显微镜，支架放在夹具上时注意支架大边向左，小边向右，调节显微镜高度及放大倍数，使支架固晶区最清晰，调节固晶手座高度，试固一下晶片，如晶片固支架上面不脱离胶纸，则调低固晶手座，如晶片接近支架即脱离胶纸，则需调高固晶手座，固晶笔将晶粒固至支架碗部银胶中心区上面，固晶笔与固晶手座保持30°-45°角，食指压至笔尖顶部，固晶顺序为：从上到下，从左到右，依次固完一组支架后，取下扩张晶片架，用固晶笔将晶片固平、扶正。
5.根据权利要求1所述的一种LED倒装封装方法，其特征在于：所述步骤S8中，在吸嘴的选用上选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是蓝、绿色芯片必须用胶木吸嘴，因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。
6.根据权利要求1所述的一种LED倒装封装方法，其特征在于：所述步骤S9中，第一焊点的压力设置为55-70克，第二焊点压力设置为90-115克。
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